KR100245128B1 - 잉크 조성물, 패턴의 형성방법 및 칼라 필터(ink composition, pattern forming method, and color filter) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크 조성물, 패턴의 향성방법 및 칼라 필터에 관한 것으로서, 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 기재의 표면에 부착된 액체방울내에서 안료가 항상 균일하게 분사되는 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 토출시키고, 칼라 필터의 착색층 등의 소정의 패턴을 기재의 표면에 직접 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크 조성물, 패턴의 형성방법 및 칼라 필터
본 발명은 잉크 조성물, 패턴의 형성방법 및 칼라 필터에 관한 것으로, 특히 잉크젯 방식에 의한 패턴형성에 사용되는 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 사용한 패턴의 형성방법 및 상기 잉크 조성물을 사용한 패턴의 형성방법에 의해 제조된 칼라필터에 관한 것이다.
잉크젯 방식을 사용한 패턴의 형성방법은 여러가지 잉크 조성물의 토출방식, 예를 들면 장전흡인방식, 압전소자를 사용하여 잉크에 기계적 진동 또는 변위를 주는 방식, 잉크를 가열하여 발포시켜 그 압력을 이용하는 방식 등에 의해 잉크 조성물의 액체방울을 기재에 대해서 비상시켜 기재의 표면상에 패턴을 형성하는 것이다. 그리고 잉크젯 방식을 사용한 패턴의 형성방법은 소음의 발생이 적고, 고속으로 패턴을 형성할 수 있으며 또한 다색의 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 등의 이점을 갖기 때문에 많은 분야에서 주목되고 있다.
그런데 CRT, 액정표시장치나 플라즈마 디스플레이 등의 표시장치 또는 고체 촬상(撮像)소자 등에 사용되는 칼라 필터는 안료분산법, 염료분산법 및 염색법 등 여러가지 방법에 의해 제조되어 왔다.
예를 들면 일본국 특개평 7-179711 호 공보에는 페이스 플레이트 내면에 패터닝된 광흡수층을 형성한 후, 안료분산액 및 형광체 슬러리를 도포하고, 마스크를 통하여 노광 및 현상을 실시하는 것에 의해 필터가 부착된 형광막을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 또한 일본국 특개소 59-75205 호 공보에는 잉크젯 방식에 의해 기판상에 착색층을 형성하여 칼라필터를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그런데 일본국 특개평 7-179711 호 공보에 기재된 필터가 부착된 형광막을 제조하는 방법은 형광막을 제조하기 위한 공정수가 많고, 또 각 색마다 안료 분산액 및 형광체 슬러리의 도포 및 마스크를 통한 노광 및 현상을 실시하지 않으면 안되기 때문에 제조가격이 높아지는 문제가 있었다. 또한 일본국 특개소 59-75205 호 공보에 기재된 칼라 필터의 제조방법은 잉크젯 방식에 의해 기판상에 착색층을 형성하고 있지만, 미리 유리기판에 확산방지 패턴 또는 젖음성 개선제를 형성해야 하므로 설비 투자 및 공정수가 증가하여 제조가격이 높아지고, 또 제조 제품화율도 낮아지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래예를 감안하여 실시된 것으로 젖음성 개선제 등을 형성하는 일이 없으며, 잉크젯 방식에 의해 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 표면에 섬세한 패턴을 형성하는 것이 가능한 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유리기판 등의 표면에 용이하게 섬세한 패턴을 효율좋게 형성할 수 있고, 공정수 및 설비투자가 적고, 형성된 패턴의 신뢰성 및 경제적으로 우수한 패턴의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내광성이나 내수성 등이 우수하고, 실용면에서 신뢰성이 높은 패턴이 형성된 경제적으로 우수한 칼라 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 잉크 조성물은 용매, 상기 용매에 분산된 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계의 체적(V)과, 상기 계와 기상과의 경계에 발생한 상기 계의 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 제어된다.
또한, 본 발명에 관한 잉크 조성물은 용매, 상기 용매에 분산된 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계에 있어서, (1) 상기 계의 표면장력은 25℃에서 20 0dyn/cm ∼ 50. 0dyn/cm이고, (2) 상기 계의 점도는 25℃에서 1.5cp ∼ 20.0cp이다.
또한, 본 발명에 관한 잉크 조성물은 용매와, 상기 용매에 분산된 안료와, 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제와, 상기 용매에 분산되어 계면의 자유 에너지를 제어하는 첨가제를 구비하고 있다.
본 발명에 관한 패터닝의 형성방법은 용매, 상기 용매에 분산한 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계의 체적(V)과, 상기 계와 기상과의 경계에 발생한 상기 계의 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 제어된 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로 토출시키는 공정과 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상가 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부작시키는 공정을 구비하고 있다.
또한, 본 발명에 관한 패턴의 형성방법은 용매, 상기 용매에 분산된 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계에 있어서, (1) 상기 계의 표면장력은 25℃에서 200dyn/cm ∼ 50.0dyn/cm이고, (2) 상기 계의 점도는 25℃에서 1.5cp ∼ 20.0cp인 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로 토출시키는 공정과, 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상기 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부착시키는 공정을 구비하고 있다.
또한 본 발명에 관한 패턴의 형성방법은 용매와, 상기 용매에 분산된 안료와, 상기 용매에 분산되어 상기 용매와, 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제와, 상기 용매에 분산되어 계면의 자유 에너지를 제어하는 첨가제를 구비한 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로 토출시키는 공정과, 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상기 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부착시키는 공정을 구비하고 있다.
본 발명에 관한 칼라 필터는 기재와, 상기 기재의 표면에 잉크젯 방식에 의해 부착시킨 안료에 의해 형성된 착색층을 구비하고 있다.
일반적으로 칼라 필터의 회소(繪素) 등의 패턴을 잉크젯 방식에 의해 형성함 때에 기재의 표면(피착색층)이 종이 등의 섬유와는 다른 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등으로 이루어지는 필름재인 경우에는 종래의 잉크 조성물에서는 기재의 표면에 대한 피착이 잘 되지 않고, 기재의 표면에서 잉크 조성물이 튀기거나 번지거나 한다. 또한 색소재의 기판의 표면에 대한 부착력이 약하기 때문에 기재의 표면에서 색소재가 박리하기 쉬우며, 형성된 패턴은 곧 붕괴되어 버린다. 여기서, 기재란 잉크 조성물을 피착시키는 피착색층의 표면이 종이 등의 섬유와는 다른 유리 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 필름으로 이루어지는 구조를 색소재가 부착되는 표면에 갖는 것의 전반을 나타내고 있다. 따라서, 이 범주에 속하는 기재로는 유리 기판이나 세라믹 기판, 폴리에스테르계 수지, 디아세테이트계 수지, 트리아세테이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리이미드계 수지, 셀로판 또는 셀룰로이드 등의 각종의 필름재, 폴리아미드 또는 폴리에스테르 등의 유기고분자 화합물 등에서 표면이 코팅된 코팅페이퍼 등을 예시할 수 있다.
제2a도 및 제2b도는 유리 기판이나 세라믹 기판 등의 기재의 표면에 잉크 조성물을 피착하고, 잉크 조성물의 액체방울에서 용매가 증발해가는 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
즉, 제2a도에 나타내는 바와 같이 기재(201)의 표면(202)에 잉크 조성물(203)을 피착했을 때에는 잉크 조성물(203)의 기상과 접촉하고 있는 계면(204)의 표면적(S)과 잉크 조성물(203)의 체적(V)과의 비(S/V)는 최소가 되도록 환언하면 잉크 조성물(203)의 체적(V)과 개면(204)의 표면적(S)과의 비(V/S)는 최대가 되도록 유지되고 있다. 그런데 제2b도에 나타낸 바와 같이 잉크 조성물에서 용매가 증발해 가면 잉크 조성물(203)의 기상과 접촉하고 있는 계면(204)의 표면적과 잉크 조성물(203)의 체적과의 비는 최소값을 유지할 수 없게 되며, 잉크 조성물의 체적에 대한 잉크 조성물(203)의 기상과 접촉하고 있는 계면(204)의 표면적의 비율이 높아진다.
구체적으로는, 제2b도에 나타내는 바와 같이 기재(201)의 표면(202)에 피착된 잉크 조성물(203)의 중앙부가 기재(201)측에 잠기고, 잉크 조성물의 체적에 대한 잉크 조성물(203)의 기상과 접촉하고 있는 계면(204)의 표면적의 비율이 높아진다. 그렇게 하면 잉크 조성물(203)에 함유된 안로(205)는 잉크 조성물(203)의 계면의 일부(주의)(206a, 206b)에 집중하고, 잉크 조성물(203)의 내부에 있어서 안로(205)의 균일한 분산성이 없어져 버린다. 따라서, 기재(201)의 표면(202)에 안료(205)의 부착에 의해 형성된 패턴에는 부분적인 농담이 발생하며, 또한 기판의 표면에 대한 부착력도 부분적으로 다르기 때문에 양호한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 곤란하게 된다.
본 발명자는 여러가지 실험을 반복하여 색소재인 안료의 종류 및 입자직경, 분산제 및 용매를 선택하는 하는 것에 의해 상기한 문제를 피하여 양호한 패턴을 형성할 수 있는 잉크 조성물을 발견했다. 실험에 있어서는 표 1에 나타내는 바와 같은 스텝을 고려했다.
Figure kpo00002
표 1에서 알 수 있는 바와 같이 양호한 패턴을 형성하기 위해서는 기재의 표면에 피착된 잉크 조성물에서 용매가 증발할 때에 기재의 표면에 있어서의 잉크 조성물의 액체방울의 형태를, 액체방울이 기재를 적신 상태를 유지할 필요가 있다. 또한 잉크 조성물에 포함되는 안료는 기재의 부착면에 대해서 친화성이 있고, 또한 부착력이 강한 것이 필요하다.
이 조건을 만족하기 의해서 잉크 조성물을 구성하는 재료를 여러가지 검토하는 실험을 실시하고, 표 2 및 표 3에 나타내는 결과를 얻었다. 또한 표 2 및 표 3에 있어서 ○, △ 및 ×의 기호는 각각 양호한 레벨, 실용적인 레벨, 실용적으로 만족하지 않는 레벨인 것을 나타내고 있다.
Figure kpo00003
Figure kpo00004
또한, 표 2는 종래의 잉크 조성물을 유리기판상에 부착시켜 얻어진 결과이고, 표 3은 본 발명의 잉크 조성물을 마찬가지로 유리 기판상에 부착시켜 얻어진 결과를 종합한 표이다. 또한 제1b도 및 제1d도는 종래의 잉크 조성물을 유리기판상에 부착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진이고, 제1a도 및 제1c도는 본 발명의 잉크 조성물을 유리기판상에 부착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진이다. 또한 제1a도 및 제1b도는 본 발명의 잉크 조성물의 효과를 명료하게 하기 위해서 시험적으로 간격을 두고 액체방울을 떨어뜨리는 예이고, 제1c도 및 제1d도는 연속하여 떨어뜨려 라인을 그린 예이다. 제1a도 및 제1b도에서 분명히 한 바와 같이 본 발명의 잉크 조성물은 모든 액체방울이 거의 동일 형상을 유지하면서 정연히 나란하게 되어 있지만, 종래의 잉크 조성물은 액체방울의 형상이 무너지고, 액체방울의 배치에 흐트러짐이 생긴다. 또한 제1c도 및 제1d도에서 분명히 한 바와 같이 종래의 잉크 조성물은 라인의 중앙에 (라인의) 주위보다 얇은 부분이 생긴다. 즉 제1a도 ∼ 제1d도, 표 2 및 표 3에서 이해할 수 있는 바와 같이 본 발명의 잉크 조성물에 의하면 기재의 표면(피착색층)이 종이 등의 섬유와는 다른 유리기판의 표면에 있어서 양호한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 가능하다. 또한 기재의 표면이 세라믹 기판 및 폴리에스테르계 수지 등으로 이루어지는 필름인 경우에도 동일한 결과가 얻어진다.
다음에 본 발명의 잉크 조성물에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 잉크 조성물은 용매, 안료 및 상기 용매에 대한 상기 안료의 분산성을 높이는 분산제를 가지고 있으며, 용매, 안료 및 분산제의 종류, 양 및 조성비를 적절하게 제어하는 것에 의해 기재의 표면에 잉크 조성물이 액체방울로서 피착된 후, 액체방울에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과 상기 계의 체적(V)의 비(S/V)가 최소가 되도록, 환언하면 상기 계의 체적(V)과 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 유지되어 있다. 따라서 액체방울에 용매가 증발해 가는 과성에 있어서 액체방울에 포함되는 안료는 액체방울의 내부에서 균일하게 분산되게 된다. 또한 잉크 조성물은 표면장력이 25℃에서 20.0dyn/cm ∼ 50.0dyn/cm, 점도는 25℃에서 1.5cp ∼ 20.0cp의 범위에 있도록 물성을 나타내는 것이면, 기재의 표면에 액체방울로 피착한 후, 액체방을에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과 상기 계의 체적(V)의 비(S/V)가 최소가 되도록, 환언하면 상기 계의 체적(V)과 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 할 수 있고, 액체방울에 포함되는 안료는 액체방울에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 내부에서 균일하게 분산되게 된다. 또한 본 발명의 잉크 조성물은 용매, 안료 및 상기 용매에 대한 상기 안료의 분산성을 높이는 분산제를 가지고 있지만 잉크 조성물을 기재의 표면에 액체방울로서 피착한 후, 액체방울에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과 상기 계의 체적(V)의 비(S/V)가 최소가 되도록, 환언하면 상기 계의 체적(V)과 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 제어하기 때문에 또한 잉크 조성물의 물성을 표면장력이 25℃에서 20.0dyn/cm ∼ 50.0dyn/cm의 범위가 되도록 제어하기 때문에 용매, 안료 및 분산제 이외에, 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 또한 이 때 잉크 조성물의 물성을 25℃에서의 점도가 1.5cp ∼ 20.0cp가 되도록 조성한다. 따라서, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면 부분적인 농담이나 부분적인 안료의 부착력의 차이가 발생하는 일이 없으며, 양호한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 가능하게 되는 것이다.
본 발명의 잉크 조성물에 있어서는 기재의 표면에 대한 용매의 친화성 및 증발속도가 표 1에 있어서의 A 및 B의 스랩을 크게 좌우한다. 즉, 기재의 표면상의 정확한 위치에 잉크 조성물을 착지시키려면 적절한 젖음성을 얻기 위해서 용매의 기재의 표면에 대한 친화성이 필요함과 동시에 적절한 증발속도가 필요하다.
이 조건을 만족하기 위해서 본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 용매로는 물 및 각종의 유기용매를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 유기용매로는 예를 들면 메틸알코올, 에틸알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, tert-부틸알코올, 이소부틸알코올 등의 탄소수 1∼4의 알킬알크올류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류, 아세톤, 디아세톤 알코올 등의 케톤 또는 케토알코올류, 테트라 히드로푸란, 디옥산 등의 에테르류, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜류, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, l, 2, 6-헥산트리올, 티오디글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌 글리콜 등의 알킬렌기가 2∼6개의 탄소원자를 포함하는 알킬렌 글리콜류, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르 등의 다가 알코올의 저급 알킬 에테르류, 초산 에틸, 초산 부틸등의 에스테르류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개의 물질을 적절하게 사용할 수 있다. 복수의 용매를 혼합하여 사용하는 경우에는 상기한 잉크 조성물의 특성을 손상하지 않는 범위에서 용매의 조합 및 혼합비를 결정한다. 또한 용매로서 물만이 사용되고 있는 잉크 조성물을 수계의 잉크 조성물, 용매로서 유기용매가 사용되고 있는 잉크 조성물을 용제계의 잉크 조성물이라고 정의한다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 안료는 부분적인 농담이나 부분적인 안료의 부착력의 상이를 발생하는 일이 없이 양호한 패턴을 안정되게 형성하는 관점에서, 형성하는 패턴의 투명성을 중시하는 경우에는 평균 입자직경을 0.001μm ∼ 0.30μm 보다 바람직하게는 0.05μm ∼ 0.15μm의 범위로 하고, 형광체와 같이 발광효율의 확보를 중시하는 경우에는 평균입자도를 0.5μm ∼ 50μm, 보다 바람직하게는 1μm ∼ 20μm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한 평균입자직경이란 동일한 표면적을 갖는 최소의 구의 직경으로 나타낸 개념이다.
본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 안료로는 용도에 따라 여러가지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 카본 블랙, 그라파이트 블랙, 철흑, Cu·Fe·Mn블랙, Co·Fe·Cr블랙, Cu·Cr·Mn블랙, 티탄 블랙, 망간 블랙, 코발트 블랙, 군청, 코발트 블루, 뱅가라, 카드뮴 레드, 코발트 그린, 유화물 형광체, 희토류산화물형광체 및 희토류산유화물형광체 등의 무기안료외, 유기안료로서 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 인디고계 안료, 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴나 크리돈계 안료, 이소인드리논계 안료, 프탈론계 안료, 메틴·아조메틴계 안료 및 축합다환계 안료를 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 용제계의 잉크 조성물에 유기안료를 분산시키는 경우에는 유기용매와 유기 안료와의 조합을 유기용매에 유기안료가 용해하지 않도록 선택한다.
본 발명의 잉크 조성물을 LCD에 사용되는 칼라 필터에 적용하는 경우에는 청색의 안료로서 프탈로시아닌블루, 자색의 안료로서 디옥사진바이올렛, 적색의 안료로서 안소라퀴논레드, 페리렌 레드, 황색의 안료로서 이소인드린옐로, 벤디진옐로, 이소인드리논옐로, 녹색의 안료로서 프탈로시아닌그린, 흑색의 안료로서 카본 블랙, 철흑, Cu·Fe·Mn 블랙, Co·Fe·Cr 블랙, Cu·Cr·Mn 블랙 등을 적절하게 사용할 수 있다. 또한 칼라 수상관/PDP에 사용되는 칼라 필터에 본 발명의 잉크 조성물을 적용하는 경우에는 청색의 안료로서 군청. 코발트 블루, 적색의 안료로서 벵가라, 카드뮴 레드, 녹색의 안료로서 코발트 그린, 흑색의 안료로서 카본 블랙 철흑, 그라파이트 블랙, 티탄 블랙, 망간 블랙, 코발트 블랙 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 C-CRT/PDP용 형광체 회소에 본 발명의 잉크 조성물을 적용하는 경우에는 청색 발광의 형광체로서 ZnS:Ag, 적색 발광의 형광체로서 Y2O2S:Eu, Y2O3:Eu, 녹색발광의 형광체로서 ZnS:Cu, ZnS:Cu, Au 등을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 분산제는 안료의 표면에 흡착하여 안료와 안료와의 응집을 방지하기 위해서 당연히 용매에 분산되지 않으면 안되지만, 유리 기판에 대한 강한 친화력도 요구된다. 분산제는 잉크 조성물에 포함되는 안료의 표면에 흡착하여 잉크 조성물 중에 안료를 균일하게 분산시키는 역할이 있지만, 기재의 표면에 안료를 견고하게 부착시키는 작용도 또한 겸비한 것이다. 따라서 분산제는 표 1의 A의 스텝에 관여하지만, C의 스텝을 크게 결정짓는다.
이 조건을 만족하기 위해서 본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 분산제는 상기한 잉크 조성물의 타입/안료의 조합에 따라 적절하게 결정된다. 즉 수계/유기안료의 조합의 경우에는 분산제는 예를 들면 아크릴 수지, 폴리비닐아크릴미롤리돈 및 폴리비닐알킬피롤리돈을 사용할 수 있다. 마찬가지로 분산제는 잉크 조성물의 타입 및 안료와의 조합이 수계/무기안료의 경우에는 아크릴 수지 및 폴리비닐아크릴피롤리돈 등, 용제계/유기안료의 경우에는 폴리비닐부티랄, 아크릴 수지, 폴리비닐피리딘, 폴리아미드 수지, 페놀수지, 폴리비닐아크릴피롤리돈, 폴리우레탄 수지 및 폴리 에스테르 수지 등, 용제계/무기안료의 경우에는 폴리비닐부티랄, 아크릴 수지 및 폴리비닐아크릴피롤리돈 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 잉크 조성물에 있어서 용매로서 유기용매를 사용한 경우에는 유기용매가 알코올류인 것보다 바람직하다. 유기용매로서 알코올류를 사용한 경우, 분산제는 안료가 유기안료일 때에는 폴리비닐부티랄 아크릴수지, 폴리비닐피리딘, 폴리아미드 수지, 페놀수지 또는 폴리비닐 아크릴피롤리돈을 적합하게 사용할 수 있으며, 한편 무기안료일 때에는 폴리비닐부티랄, 아크릴 수지 또는 폴리비닐아크릴피롤리돈을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크 조성물은 기재의 표면에 액체방울로서 피착한 후, 액체방울에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과 상기 계의 체적(V)의 비(S/V)를 최소로 유지, 즉 상기 계의 체적(V)과 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)를 최대로 유지하기 의해서 잉크 조성물의 구성성분으로서 첨가제를 사용할 수 있다. 첨가제를 사용하는 것에 의해 잉크 조성물의 물성은 표면장력이 25℃에서 20.0dyn/cm ∼ 50.0dyn/cm 정도의 범위로 제어할 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물을 구성하는 첨가제는 상기한 계의 타입에 의해 적절하게 결정된다. 즉 잉크 조성물이 수계인 경우에는 첨가제는 디알킬설포코학산 나트륨, 불소계 계면활성제 및 폴리에테르 변성 실리콘오일로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개의 물질을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 잉크 조성물이 용제계인 경우에는 첨가제는 실리콘 수지, 아크릴 수지, 변성폴리실록산 공중합물, 폴리카르본산, 폴리카르본산 에스테르 및 불포화 폴리카르본산으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개의 물질을 적합하게 사용할 수 있다.
또한 잉크 조성물에 차지하는 안료의 비율은 노즐의 내부에 있어서의 잉크 조성물의 눈막힘을 방지하며, 또한 형성하는 패턴의 광학적 농도(OD) 등을 고려하여 용매 100중량부에 대해서 안료를 1∼30중량부 바람직하게는 3∼15중량부로 하는 것이 바람직하다.
한편, 분산제 및 첨가제는 안료 100중량부에 대해서 분산재를 1∼100중량부, 첨가재를 1∼30중량부로 하는 것이 바람직하며, 안료 100중량부에 대해서 분산재를 10∼30중량부, 첨가재를 3∼10중량부 정도로 하는 것이 바람직하다.
100중량부의 안료에 대해서 분산제가 1중량부보다 적은 경우에는 안료의 분산성이 저하하고, 균일하게 안료가 분산된 잉크 조성물을 얻는 것이 곤란하게 된다. 또한 100중량부의 안료에 대해서 분산제가 100중량부보다 많은 경우에는 잉크 조성물의 점도가 높아지고, 잉크젯 방식의 노즐로부터 잉크가 균일하게 토출되지 않게 되기 때문에 양호한 패턴을 형성하는 것이 곤란하게 된다.
또한 100중량부의 안료에 대해서 첨가재가 1중량부보다 적거나 또는 30중량부보다 많은 경우에는 잉크 조성물을 기재의 표면에 액체방울로서 피착한 후, 액체방울에서 용매가 증발해 가는 과정에 있어서, 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과 상기 계의 체적(V)의 비(S/V)가 최소가 되도록, 즉 상기 계의 체적(V)과 액체방울의 기상과 접하는 계면의 표면적(S)과의 비(V/S)가 최대가 되도록 제어하는 것이 곤란하게 된다.
또한 본 발명의 잉크 조성물에 있어서는, 각종의 성분, 예를 들면 pH 조성제, 녹방지제, 킬레이트화제 또는 환원제 등을 잉크 조성물의 특성을 손상하지 않는 범위에서 적절하게 첨가하는 것도 가능하다.
본 발명에 관한 패턴의 형성방법은 상기한 잉크 조성물을 사용하여 잉크젯 방식에 의해 기재의 표면상에 패턴을 형성하는 것이다. 본 발명에 관한 패턴의 형성방법에 있어서, 잉크 조성물을 토출시키는 잉크젯방식은 잉크 조성물을 노즐에서 효과적으로 토출시켜 기재의 표면상에 잉크 조성물의 액체방울을 피착하는 것이 가능한 방식이면 어떠한 방식이어도 좋다.
잉크 조성물을 토출시키는 잉크젯 방식으로는 예를 들면 노즐과 상기 노즐의 수 mm 전방에 둔 가속전극과의 사이에 강전계를 주어 노즐에서 잉크 조성물을 입자화하여 서서히 인출하고, 인출된 잉크 조성물이 편향전극간을 비약하는 사이에 정보신호를 편향전극에 주어 패턴을 형성하는 정전흡입방식, 소형펌프에서 잉크에 고압을 부가하고 노즐을 수정진동자 등으로 기계적으로 진동시키는 것에 의해 강제적으로 잉크 조성물의 액체방울을 토출하고, 토출된 액체방울을 토출과 동시에 정보신호에 따라 대전시키고, 대전된 액체방울을 편향전극판 사이를 통과시켜 대전량에 의해 편향시키는 것에 의해 패턴을 형성하는 방식, 피에조 소자에 전기신호를 주어 기계적인 변위를 발생시키는 것에 의해 잉크 조성물에 압력을 가하고 잉크 조성물의 액체방울을 노즐에서 토출시키는 방식, 또는 잉크 조성물에 열 에너지를 부여하고, 그 결과 발생하는 잉크 조성물의 급격한 체적변화에 의한 작용에 의해 잉크 조성물의 액체방울을 노즐에서 토출시키는 방식을 적합하게 사용할 수 있다.
또한 칼라 필터의 회소 등의 패턴을 형성하는 경우에는 패턴의 형성시에 기재의 표면에 피착시키는 잉크 조성물의 액체방울의 부착량을 제어하는 것이 바람직하다. 즉 기재의 표면에 부착시키는 잉크 조성물의 액체방울의 부작량이 적은 경우에는 기재의 표면에 부착하는 안료의 양이 적어지기 때문에 형성된 패턴의 광학적 농도(OD)가 낮아지고, 소정의 광학적 특성을 얻는 것이 곤란하게 된다. 또한 이 문제를 회피할 목적으로 잉크 조성물에 포함되는 안료의 양을 증가시켜 패턴의 광학적 농도(OD)를 향상시키는 것도 고려된다. 그런데 이 경우에는 잉크 조성물의 특성을 유지하는 것이 곤란하게 될 뿐만 아니라 노즐의 내부에서 잉크 조성물이 막히기 쉬워지기 때문에 실용상, 이 문제를 회피하기 어렵다. 또한 기재의 표면에 부착시키는 잉크 조성물의 액체방울의 부착량이 많은 경우에는 잉크 조성물에 포함되는 안료의 양을 감소시킨다고 해도 장마때와 같은 다습분위기 중이나 겨울과 같은 저온환경하에서 잉크 조성물 중의 용매의 증발이 늦어지기 때문에 기재의 표면상에 있어서의 안료의 부착성이 저하하고, 양호한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 곤란하게 된다.
또한 본 발명의 패턴의 형성방법에 있어서 수개의 잉크 조성물을 사용한 경우에는 용매인 물의 증발속도를 제어하는 관점에서 잉크 조성물의 액체방울이 피착하는 기재의 표면의 온도를 20℃ ∼ 120℃로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 칼라필터는 기재와 상기 기재의 표면에 잉크젯방식에 의해 부착시킨 안료에 의해 형성된 착색층을 구비하고 있지만, 이 기재로는 상술한 각종의 기재를 사용할 수 있다. 즉 유리기판이나 세라믹 기판, 폴리에스테르계 수지 디아세테이트계 수지, 트리아세테이트계 수지 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리이미드계 수지, 셀로판 또는 셀룰로이드 등의 각종의 필름재, 폴리아미드 또는 폴리에스테르 등의 유기고분자 화합물 등에서 표면이 코팅된 코팅 페이퍼 등을 기재로서 사용할 수 있으며, LCD CRT 또는 PDP 등의 표시장치, 촬상관의 수광면, CCD, BBD, CID 또는 BASIS 등의 고체 촬상소자가 형성된 웨이퍼, 박막 반도체를 사용한 밀착형 이미지 센서 등에 적용할 수 있다. 또한 기재의 표면상에 형성된 착색층을 구성하는 안료로는 상술한 각종의 안료를 사용할 수 있다.
본 발명에 관한 칼라 필터의 착색층은 상술한 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 기재의 표면상에 피착시키고, 잉크 조성물에 포함되는 안료를 기재의 표면상에 부착시키는 것에 의해 형성된 것이다. 칼라 필터의 착색층의 층두께는 소망하는 분광특성에 따라 결성되지만, 통상은 0.01 ∼ 5μm 정도가 바람직하다.
또한, 본 발명의 칼라 필터가 갖는 착색층은 그 자체가 충분한 내구성을 가지고 있지만, 각종의 환경조건에서 착색층을 보호하기 위해서 작색층의 표면에 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트 또는 실리콘계 등의 수지나 Si3N4, SiO2. SiO, Al2O3또는 Ta2O3등의 무기막을 스핀 코트 또는 롤 코트에 의한 도포방법이나 증착법에 의해 보호층으로서 설치할 수 있다. 이 때 설치된 보호층에 배향처리를 실시하는 것에 의해 LCD에 용이하게 적용하는 것이 가능하게 된다.
제1a도는 본 발명의 일크 조성물을 유리 기판상에 피착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진,
제1b도는 종래의 잉크 조성물을 유리 기판상에 피착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진,
제1c도는 본 발명의 잉크 조성물을 유리 기판상에 피착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진,
제1d도는 종래의 잉크 조성물을 유리 기판상에 피착시킨 상태를 나타낸 광학현미경 사진,
제2a도는 유리 기판이나 세라믹 기판 등의 기재의 표면에 잉크 조성물이 피착된 상태를 모식적으로 나타낸 도면,
제2b도는 잉크 조성물의 액체방울에서 용매가 증발해 가는 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
201 : 기재 202 : 기재의 표면
203 : 잉크조성물 204 : 계면
205 : 안료 206 : 계면의 주위
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
표 4의 A∼C에 나타내는 조성에 따라 2℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(A∼C)을 조정했다. 또한 잉크 조성물(A∼C)에 있어서, 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.1μm이다. 또한 잉크 조성물(A∼C)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다. 또한 솔믹스 AP-4는 일본전매 알코올에서 판매되고 있는 것이다.
다음에 LCD의 표시부에 사용되는 유리 기판(블랙 매트릭스 형성 완료)을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물(A∼C)을 사용하여 칼라 필터의 작성을 실시했다.
그리고 블랙 매트릭스(BM)의 폭이 약 40μm, 형성된 각 착색층의 패턴의 폭이 약 140μm의 양호한 패턴을 구비한 칼라 필터를 취득할 수 있었다.
이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차이의 최대는 10μm정도였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 내열, 내한, 내약품성 등도 염색법, 안료 분산법, 전착법 또는 인쇄법에 의해 형성된 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 종래의 칼라 필터의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/5였다.
(실시예 2)
표 4의 D∼F에 나타내는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(D∼F)을 조정했다. 또한 잉크 조성물(D∼F)에 있어서, 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.1μm이다. 또한 잉크 조성물(D∼F)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 실시예 1과 동일한 유리기판을 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물(D∼F)을 사용하여 칼라 필터의 작성을 실시했다.
그리고 블랙 매트릭스(BM)의 폭이 약 40μm, 형성된 각 착색층의 패턴의 폭이 약 140μm의 양호한 패턴을 구비한 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 10μm 정도였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 실시예 1과 마찬가지로 양호하고, 내열, 내한, 내약품성 등도 염색법, 안료 분산법, 전착법 또는 인쇄법에 의해 형성된 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 종래의 칼라 필터의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/5였다.
(실시예 3)
표 4의 G에 나타내는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(G)을 조정했다. 또한 잉크 조성물(G)에 있어서, 안료의 평균입자 직경은 각각 약 0.25μm이다. 또한 잉크 조성물(G)의 25℃에 있어서의 점도 및 포면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 실시예 1과 동일한 유리기판(BM의 형성은 되어 있지 않음)을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-800C; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물 A∼C 및 G를 사용하여 칼라 필터의 작성을 실시했다.
그리고 블랙 매트릭스(BM)의 폭이 약 40μm, 형성된 각 착색층의 패턴의 폭이 약 140μm의 양호한 패턴을 구비한 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 1Oμm정도였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 내일, 내한, 내약품성 등도 염색법, 안료 분산법, 전착법 또는 인쇄법에 의해 형성된 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
(실시애 4)
표 4의 H∼J에 나타내는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물내(H∼J)을 조성했다. 또한 잉크 조성물(H∼J)에 있어서, 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.023, 약 0.020 및 약 0.021μm이다. 또한 잉크 조성물(H∼J)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 28형 와이드 C-CRT에 사용되는 스크린 유리기판(일본전기소자 주식화사;블랙 매트릭스 형성 완료)을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터 (MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤;720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물(H∼G)을 사용하여 칼라 필터의 작색층의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 150μm의 블랙 스트라이프 홀에 각 착색층외 패턴이 형성된 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 밀터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 10μm였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 포토리소(photolitho)법에 의해 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 발광휘도 등의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/100이었다. 또한 착색층의 형성에 사용되는 재료의 사용량은 약 1/30이었다.
(실시예 5)
표 4의 K∼M에 나타내는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(K∼M)을 조정했다. 또한 잉크 조성물(K∼M)에 있어서 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.023, 약 0.020 및 약 0.021μm이다. 또한 잉크 조성물(K∼M)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 실시예 4와 동일한 스크린 유리기판을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물(K∼M)을 사용하여 칼라 필터의 착색층의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 150μm의 블랙 스트라이프 홀에 각 착색층의 패턴이 형성된 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 1Oμm정도였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 포토리소법에 의해 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 발광휘도 등의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/100이었다. 또한 착색층의 형성에 사용되는 재료의 사용량은 약 1/30이었다.
(실시예 6)
실시예 4와 동일하게 하여 잉크 조성물(H∼J)을 조정했다.
다음에 28형 플라즈마 디스플레이에 사용되는 스크린 유리기판(아사히소자 주식회사)을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-800C; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물내(H∼J)을 사용하여 칼라 필터의 착색층의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 150μm의 직사각형 홀에 각 착색층의 패턴이 형성된 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 1Oμm였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 포토리소법에 의해 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 발광휘도 등의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/5이었다. 또한 착색층의 형성에 사용되는 재료의 사용량은 약 1/20이었다.
(실시예 7)
표 4의 N∼P에 나타네는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(N∼P)을 조성했다. 또한 잉크 조성물(N∼P)에 있어서, 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.023, 약 0.020 및 약 0.021μm이다. 또한 잉크 조성물(N∼P)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 28형 플라즈마 디스플레이에 사용되는 스크린 유리기판(아사히소자 주식회사)을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트하고, 잉크 조성물(N∼P)을 사용하여 칼라 필터의 착색층의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 150μm의 직사각형 홀에 각 착색층의 패턴이 형성된 칼라 필터를 취득할 수 있었다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 10μm정도였다.
또한 유리기판과 각 착색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 포토리소법에 의해 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 발광휘도 등의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/5이었다. 또한 착색층의 형성에 사용되는 재료의 사용량은 약 1/20이었다.
(실시예 8)
표 4의 Q∼S에 나타내는 조성에 따라 20℃로 운도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(Q∼S)을 조성했다. 또한 잉크 조성물(Q∼S)에 있어서, 안료의 평균입자직경은 각각 약 0.010μm이다. 또한 잉크 조성물(Q∼S)의 25℃에 있어서의 점도 및 표면장력은 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 CCD(Charge Coupled Device)가 형성된 웨이퍼를 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트했다. 다음에, CCD가 갖는 각 수광셀에 대응하여 칼라 필터가 갖는 각 착색층의 패턴이 배치된 바와 같이 잉크 조성물(Q∼S)을 사용하여 칼라 필터의 착색층의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 150μm의 각 착색층의 패턴이 형성된 칼라 필터를 취득했다. 이 칼라 필터에 있어서는 형성된 착색층의 패턴의 폭의 차의 최대는 1Oμm정도였다.
또한 웨이퍼와 각 각색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 포토리소법에 의해 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 착색층의 광학특성에 대해서도 종래의 칼라 필터의 착색층과 동등했다.
또한 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/100이었다. 또한 착색층의 형성에 사용돠는 재료의 사용량은 약 1/30이었다.
(실시예 9)
표 4의 T에 나타내는 조성에 따라 20℃로 온도조정한 교반조에서 각 성분을 혼합 및 교반한 후, 구멍직경 0.5μm의 필터로 여과를 실시하여 잉크 조성물(T)을 조정했다. 또한 잉크 조성물(T)에 있어서, 안료의 평균입자 직경은 각각 약 0.025μm이다. 또한 잉크 조성물(T)의 25℃에 있어서의 점도, 25℃에 있어서의 표면장력 및 밀도는 표 5에 나타낸 바와 같다.
다음에 폴리에스테르계의 OHP필름을 준비하여 피에조 방식의 잉크젯 프린터(MJ-80OC; 세이코 엡슨 가부시키가이샤; 720dpi)에 셋트했다. 다음에, 잉크 조성물(T)을 사용하여 OHP 필름에 문자의 패턴을 형성했다.
그리고, 패턴폭이 250μm의 문자의 패턴이 형성된 OHP 필름을 취득했다. 이 0HP 필름에 있어서는 형성된 문자의 패턴의 폭의 차의 최대는 15μm 정도였다.
또한 OHP 필름과 문자의 패턴을 구성하는 착색층과의 밀착성은 양호하고, 각 착색층의 내열, 내한, 내약품성 등도 OHP 밀름에 형성된 종래의 착색층과 동등했다. 또한 OD등의 착색층의 광학특성에 대해서도 종래의 착색층과 동등했다.
또한 문자의 패턴을 구성하는 착색층을 형성하기 위한 가격은 설비투자액을 포함하여 종래의 착색층을 형성하는 가격과 비교하여 약 1/100이었다.
Figure kpo00005
Figure kpo00006
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 잉크 조성물에 의하면 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 기재의 표면에 부착한 액체방울내에서 안료가 항상 균일하게 분산되어 있다. 따라서, 피착색층 등을 형성하는 일이 없이 잉크젯 방식에 의해 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 표면에 섬세한 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 패턴의 형성방법에 의하면 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 기재의 표면에 부작한 액체방울내에서 안료가 항상 균일하게 분산되어 있는 잉크 조성물을 사용하여 잉크젯 방식에 의해 패턴을 형성하기 때문에 유리, 세라믹 또는 폴리에스테르계 수지 등의 기재의 표면에 섬세하고도 신뢰성이 높은 패턴을 직접 형성할 수 있다. 따라서 공정수 및 설비투자를 적게 할 수 있으며, 기재의 표면상에 경제적으로 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 칼라 필터에 의하면 기재의 표면에 잉크젯 방식에 의해 부삭시킨 안료에 의해 형성된 착색층을 가지고 있기 때문에 내광성이나 내수성 등의 실용면에 있어서의 신뢰성 및 경제성의 향상을 달성하는 것이 가능하게 된다.

Claims (17)

  1. 물을 포함하여 이루어진 용매와 유기안료 및 무기안료로 이루어진 군에서 선택된 안료 및 아크릴 수지, 폴리비닐아크릴피롤리돈 및 폴리비닐알킬피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택된 분산제로 이루어지고, 상기 용매, 상기 용매에 분산된 상기 안료 및 상기 용매에 분산한 상기 분산제를 구비한 계의 체적과, 상기 계와 기상과의 경계에 생긴 상기 계의 계면의 표면적과의 비가 최대가 되도록 제어된 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  2. 물을 포함하여 이루어진 용매와, 유기안료 및 무기안료로 이루어진 군에서 선택된 안료 및 아크릴 수지, 폴리비닐아크릴피롤리돈 및 폴리비닐알킬피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택된 분산제로 이루어지고, 상기 용매, 상기 용매에 분산된 상기 안료 및 상기 용매에 분산한 상기 분산제를 구비한 계에서,
    (1) 상기 계의 표면장력은 25℃에서 20.0dyn/cm ∼ 50.Odyn/cm,
    (2) 상기 계의 점도는 25℃에서 1.5cp ∼ 20.0cp인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  3. 물을 포함하여 이루어진 용매, 상기 용매에 분산된 유기안료 및 무기안료로 이루어진 군에서 선택된 안료, 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제, 및 상기 용매에 분산되어 계면의 자유 에너지를 제어하는 첨가제를 구비한 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기안료는 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 인디고계 안료, 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 이소인돌리논계 안료, 프탈론계 안로, 메틴·아조메틸계 안료 및 축합다환계 안료로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기안료는 카본블랙, 그라파이트블랙, 철흑, Cu·Fe·Mn 블랙, Co·Fe·Cr 블랙, CU·Cr·Mn 블랙, 티탄 블랙, 망간 블랙, 코발트 블랙, 군청, 코발트 블루, 벵가라, 카드뮴 레드, 코발트 그린, 유화물 형광체, 희토류 산화물형광체 및 희토류 산유화물형광체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 용매는 물이고, 상기 첨가제는 디알킬설포숙신산나트륨, 불소계 계면활성제 및 폴리에테르 변성실리콘 오일로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 용매, 상기 안료 및 상기 분산제의 혼합비는 100중량부의 상기 용매에 대해서 상기 안료가 1 ∼ 30중량부, 100중량부의 상기 안료에 대해서 상기 분산제가 1 ∼ 100중량부인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 용매, 상기 안료, 상기 분산제 및 첨가제의 혼합비는 100중량부의 상기 용매에 대해서 상기 안료가 1 ∼ 30중량부, 100중량부의 상기 안료에 대해서 상기 분산제가 1 ∼ 100중량부, 100중량부의 상기 안료에 대해서 상기 첨가제가 1 ∼ 30중량부인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  9. 용매, 상기 용매에 분산된 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계의 체적과, 상기 계와 기상과의 경계에 생긴 상기 계의 계면의 표면적과의 비가 최대가 되도록 제어된 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로서 토출시키는 공정과, 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상기 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부착시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
  10. 용매, 상기 용매에 분산된 안료 및 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제를 구비한 계에서,
    (1) 상기 계의 표면장력은 25℃에서 20.0dyn/cm ∼ 50.0dyn/cm,
    (2) 상기 계의 점도는 25℃에서 1.5cp ∼ 20.0cp인 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로서 토출시키는 공정과 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상기 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부착시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
  11. 용매, 상기 용매에 분산된 안료, 상기 용매에 분산되어 상기 용매와 상기 안료와의 친화성을 높이는 분산제, 및 상기 용매에 분산되어 계면의 자유 에너지를 제어하는 첨가제를 구비한 잉크 조성물을 잉크젯 방식에 의해 노즐에서 액체방울로서 토출시키는 공정과, 상기 액체방울을 기재의 표면에 피착시키는 공정과, 상기 기재상에 상기 액체방울 중의 안료를 부착시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체방울이 피착된 상기 기재의 표면은 유리·세라믹, 폴리에스테르계 수지, 디아세테이트계 수지, 트리아세테이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드, 셀로판 또는 셀룰로이드인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
  13. 기재, 상기 기재의 표면에 잉크젯 방식에 의해 부착시킨 안료에 의해 형성된 착색층을 구비한 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 기재의 표면은 유리·세라믹, 폴리에스테르계 수지, 디아세테이트계 수지, 트리아세테이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드, 셀로판 또는 셀룰로이드인 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 안료는 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 인디고계 안료, 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 이소인돌리논계 안료, 프탈론계 안료, 메틴·아조메틴계 안료, 축합다환계 안료, 카본 블랙, 그라파이트블랙, 철흑, Cu·Fe·Mn 블랙, Co·Fe·Cr 블랙, Cu·Cr·Mn 블랙, 티탄 블랙, 망간 블랙, 코발트 블랙, 군청, 코발트 블루, 벵가라, 카므뮴 레드, 코발트 그린, 유화물 형광체, 희토류 산화물형광체 및 희토류 산유화물형광체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 기재는 표시장치의 표시부인 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 기재는 고체촬상소자인 것을 특징으로 하는 칼라 필터.
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